( 2,5 pontos) Uma coluna de destilação é alimentada com
de uma mistura contendo 20% molar de hexano e 80% molar em octano. Serão obtidas duas correntes ricas em hexano: uma de topo com
em hexano e uma intermediária com
em hexano, sendo a intermediária com o dobro de vazão da corrente de topo. Desenvolver o balanço para a unidade, sabendo que apenas
do hexano alimentado sairá pelo fundo da coluna.
Passo 1
O enunciado descreve uma coluna alimentada com uma corrente de fluxo
kmol/h contendo
molar de hexano e
molar de octano. Há três correntes de saída:
– Destilado (topo) com fração molar de hexano e vazão
(kmol/h).
– Corrente intermediária com fração molar de hexano e vazão
(kmol/h), sabendo-se que
.
– Fundo com vazão (kmol/h), sendo que apenas
do hexano alimentado sai neste fundo.
Conteúdo: balanços global e de componentes para determinar ,
e
.
– Destilado (topo) com fração molar de hexano
– Corrente intermediária com fração molar de hexano
– Fundo com vazão
Conteúdo: balanços global e de componentes para determinar
Passo 2
Definimos as variáveis e quantidades conhecidas:
– kmol/h,
(fração molar de hexano na alimentação).
– Fluxo de hexano na alimentação
–
– Fluxo de hexano na alimentação
– Fração de hexano no fundo:
kmol/h.
– Frações de hexano nas saídas: ,
.
– Relação entre as vazões de topo e intermediária: .
– Vazão de fundo pela equação global:
– Frações de hexano nas saídas:
– Relação entre as vazões de topo e intermediária:
– Vazão de fundo pela equação global:
Passo 3
Escrevemos o balanço de hexano (componente leve):
onde
Substituindo
,
,
e
, temos
Passo 4
Resolvendo a equação de hexano:
Em seguida,
Resposta
Distilado (topo):
kmol/h
Corrente intermediária: kmol/h
Fundo: kmol/h
Corrente intermediária:
Fundo: